Methoden en middelen voor spanningsregeling van elektrische ontvangers
Om enkele vooraf bepaalde waarden van spanningsafwijkingen voor elektrische ontvangers te geven, worden de volgende methoden gebruikt:
1. Regeling van de spanning in de bussen van het energiecentrum;
2. Verandering in de hoeveelheid spanningsverlies in netwerkelementen;
3. Verandering in de waarde van het overgedragen blindvermogen.
4. De transformatieverhouding van transformatoren wijzigen.
Spanningsregeling op stroomcentralerails
Spanningsregeling in het voedingscentrum (CPU) leidt tot spanningsveranderingen in het gehele netwerk dat op de CPU is aangesloten en wordt gecentraliseerd genoemd, de rest van de regelmethoden veranderen de spanning in een bepaald gebied en worden lokale spanningsregelmethoden genoemd. Als verwerker van stadsnetwerken kan het worden beschouwd bussen voor de generatorspanning van de thermische centrale of laagspanningsrails van districtsonderstations of diepe invoegstations. Daarom volgen spanningsregelingsmethoden.
Bij de generatorspanning wordt deze automatisch geproduceerd door de bekrachtigingsstroom van de generatoren te veranderen. Afwijkingen van de nominale spanning binnen ± 5% zijn toegestaan. Aan de laagspanningszijde van regionale onderstations wordt geregeld met lastgestuurde transformatoren (OLTC's), lineaire regelaars (LR's) en synchrone compensatoren (SK's).
Voor verschillende eisen van de klant kunnen de besturingsapparaten samen worden gebruikt. Dergelijke systemen worden genoemd gecentraliseerde groepsspanningsregeling.
In de regel wordt tegenregeling uitgevoerd op de processorbussen, dat wil zeggen een regeling waarbij tijdens de uren van de grootste belastingen, wanneer de spanningsverliezen in het netwerk ook het grootst zijn, de spanning stijgt en gedurende het uur van minimale belastingen, neemt het af.
Transformatoren met lastschakelaars laten een vrij groot regelbereik toe tot ± 10-12%, en in sommige gevallen (transformatoren van het TDN-type met een hogere spanning van 110 kV tot 16% op 9 regeltrappen. Er zijn projecten voor modulerende controle op belasting, maar ze zijn nog steeds duur en worden gebruikt in uitzonderlijke gevallen met bijzonder hoge eisen.
Verandering in de mate van spanningsverlies in netwerkelementen
Het spanningsverlies in de netwerkelementen veranderen kan door bijvoorbeeld de weerstand van het circuit te veranderen, de doorsnede van draden en kabels te veranderen, het aantal parallel aangesloten lijnen en transformatoren aan of uit te zetten (zie- Parallelle werking van transformatoren).
De keuze van draaddoorsneden wordt, zoals bekend, gemaakt op basis van verwarmingsomstandigheden, economische stroomdichtheid en toelaatbaar spanningsverlies, evenals mechanische sterkteomstandigheden. De berekening van het netwerk, met name de hoogspanning, op basis van het toelaatbare spanningsverlies, levert niet altijd genormaliseerde spanningsafwijkingen op voor de elektrische ontvangers. Dat is waarom in PUE verliezen zijn niet genormaliseerd, maar spanningsafwijkingen.
De netwerkweerstand kan worden gewijzigd door condensatoren in serie te schakelen (longitudinale capacitieve compensatie).
Longitudinale capacitieve compensatie wordt een methode van spanningsregeling genoemd waarbij statische condensatoren in serie worden geschakeld in het gedeelte van elke fase van de lijn om spanningspieken te produceren.
Het is bekend dat de totale reactantie van een elektrisch circuit wordt bepaald door het verschil tussen inductieve en capacitieve weerstand.
Door de waarde van de capaciteit van de meegeleverde condensatoren en dienovereenkomstig de waarde van de capacitieve weerstand te wijzigen, is het mogelijk om verschillende waarden van het spanningsverlies in de lijn te verkrijgen, wat overeenkomt met de overeenkomstige spanningstoename aan de klemmen van de elektrische ontvangers.
Serieschakeling van condensatoren op het netwerk wordt aanbevolen voor lage vermogensfactoren in bovengrondse netwerken waar het spanningsverlies voornamelijk wordt bepaald door de reactieve component.
Longitudinale compensatie is vooral effectief in netwerken met sterke belastingfluctuaties, omdat de werking volledig automatisch is en afhankelijk is van de grootte van de stroom die vloeit.
Er moet ook rekening mee worden gehouden dat longitudinale capacitieve compensatie leidt tot een toename van kortsluitstromen in het netwerk en resonante overspanningen kan veroorzaken, wat een speciale controle vereist.
Voor longitudinale compensatie is het niet nodig om condensatoren te installeren die geschikt zijn voor de volledige bedrijfsspanning van het netwerk, maar ze moeten op betrouwbare wijze worden geïsoleerd van de aarde.
Zie ook over dit onderwerp: Longitudinale compensatie - fysieke betekenis en technische implementatie
Verandering in de waarde van uitgezonden reactief vermogen
Blindvermogen kan niet alleen worden opgewekt door generatoren van energiecentrales, maar ook door synchrone compensatoren en overbelaste synchrone elektromotoren, evenals door statische condensatoren die parallel aan het netwerk zijn aangesloten (transversale compensatie).
Het vermogen van de in het netwerk te installeren compenserende apparaten wordt bepaald door de blindvermogensbalans in een bepaald knooppunt van het voedingssysteem op basis van technische en economische berekeningen.
Synchrone motoren en condensatorbanken, zijnde reactieve stroombronnen, kan een aanzienlijke invloed hebben op het spanningsregime in het elektriciteitsnet. In dit geval kan de automatische regeling van de spanning en het netwerk van synchrone motoren probleemloos worden uitgevoerd.
Als bronnen van reactief vermogen in grote regionale onderstations worden vaak speciale synchrone motoren van lichte constructie gebruikt, die in de inactieve modus werken. Dergelijke motoren worden genoemd synchrone compensatoren.
De meest voorkomende en de industrie heeft een serie elektromotoren SK, geproduceerd voor een nominale spanning van 380 - 660 V, ontworpen voor normaal gebruik met een leidende arbeidsfactor gelijk aan 0,8.
Krachtige synchrone compensatoren worden meestal geïnstalleerd in regionale onderstations en synchrone motoren worden vaker gebruikt voor verschillende aandrijvingen in de industrie (krachtige pompen, compressoren).
De aanwezigheid van relatief grote energieverliezen in synchrone motoren maakt het moeilijk om ze te gebruiken in netwerken met kleine belastingen. Uit berekeningen blijkt dat in dit geval statische condensatorbanken geschikter zijn. In principe is het effect van shuntcompensatiecondensatoren op netwerkspanningsniveaus vergelijkbaar met het effect van overbelaste synchrone motoren.
Meer details over condensatoren worden beschreven in het artikel. Statische condensatoren voor blindvermogencompensatiewaar ze worden beschouwd in termen van verbetering van de arbeidsfactor.
Er zijn een aantal schema's voor de automatisering van compenserende batterijen. Deze apparaten zijn in de handel verkrijgbaar, compleet met condensatoren. Een voorbeeld van zo'n diagram wordt hier getoond: Bedradingsschema's van condensatorbanken
Veranderen van de transformatieverhoudingen van transformatoren
Momenteel worden vermogenstransformatoren met spanningen tot 35 kV geproduceerd voor installatie in distributienetwerken zet de schakelaar uit voor het schakelen van regelkranen in de primaire wikkeling. Meestal zijn er 4 van dergelijke takken, naast de hoofdtak, waardoor het mogelijk is om vijf transformatieverhoudingen te verkrijgen (spanningsstappen van 0 tot + 10%, op de hoofdtak - + 5% ).
Het herschikken van de kranen is de goedkoopste manier van regelen, maar het vereist het loskoppelen van de transformator van het netwerk en dit veroorzaakt een onderbreking, zij het van korte duur, in de stroomvoorziening van consumenten, daarom wordt het alleen gebruikt voor seizoensgebonden spanningsregeling, d.w.z. 1-2 keer per jaar vóór het zomer- en winterseizoen.
Er zijn verschillende computationele en grafische methoden om de meest voordelige transformatieverhouding te selecteren.
Laten we hier slechts een van de eenvoudigste en meest illustratieve bekijken. De berekeningsprocedure is als volgt:
1. Volgens PUE worden toegestane spanningsafwijkingen genomen voor een bepaalde gebruiker (of groep gebruikers).
2. Breng alle weerstanden van het beschouwde deel van het circuit naar één (vaker naar een hoge) spanning.
3. Als u de spanning aan het begin van het hoogspanningsnet kent, trekt u hiervan het totale verminderde spanningsverlies naar de consument af voor de vereiste belastingsmodi.
Krachttransformatoren uitgerust met on-load spanningsregelaar (OLTC)… Hun voordeel ligt in het feit dat de regeling wordt uitgevoerd zonder de transformator van het netwerk te ontkoppelen. Er is een groot aantal circuits met en zonder automatische besturing.
De overgang van de ene fase naar de andere wordt uitgevoerd door afstandsbediening met behulp van een elektrische aandrijving zonder onderbreking van de bedrijfsstroom in het hoogspanningswikkelcircuit. Dit wordt bereikt door het geregelde stroombegrenzingsgedeelte (smoorspoel) kort te sluiten.
Automatische regelaars zijn erg handig en laten tot 30 schakelingen per dag toe.Regelaars zijn zo ingesteld dat ze een zogenaamde dode zone hebben, die 20 - 40% groter moet zijn dan de regelstap. Tegelijkertijd mogen ze niet reageren op kortstondige spanningsveranderingen veroorzaakt door kortsluiting op afstand, het starten van grote elektromotoren, enz.
Het wordt aanbevolen om het onderstationschema zo te bouwen dat consumenten met homogene belastingscurven ongeveer hetzelfde zijn eisen aan de spanningskwaliteit.